[科普中国]-二氧化硫浓度

简介

目前有色金属产业是广西重点发展的千亿元产业之一。随着国家环保要求日益严格，广西高浓度二氧化硫烟气治理取得了长足进展，但来自铅、锡、锑、铜等冶炼产生的低浓度二氧化硫烟气的污染环境问题仍很突出。因此，从根本上解决广西资源和环境可持续发展问题，已成为摆在科技工作者面前的紧迫任1务。

有色冶炼过程低浓度二氧化硫对环境的污染铅、锡、锑、铜等重金属冶炼主要以硫化物矿为主要原料，因此在冶炼过程中排放的废气主要为二氧化硫烟气。因二氧化硫浓度低、波动量大，处理难度较大。一些铅锑冶炼厂周围空气环境中二氧化硫浓度超标，污染环境较为突出。根据2009年废气污染源监测报告及实地调查显示，某铅锑冶炼企业低浓度二氧化硫主要来源于烧结机、鼓风炉、反射炉、精炼炉及烟化炉，烧结机烟气采用“一转一吸制酸加二级尾吸法”脱硫，尾吸后外排的废气二氧化硫浓度低于665mg/m3，达到排放标准。其它炉窑烟气则经布袋除尘后直接排放，无脱硫设施，烟气不能实现稳定达标排放，鼓风炉、烟化炉废气二氧化硫浓度最高达5761mg/Nm3，超过《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078－1996）二级标准6.7倍。周边山体植被受二氧化硫烟气污染而枯死；方圆几公里范围内的农作物因受二氧化硫污染而减产甚至颗粒无收。同时，冶炼废气烟粉尘中含有铅、镉等重金属污染物，对人体健康危害较大。

据统计，某有色冶炼企业每年因二氧化硫污染的纠纷多达十多起，污染纠纷赔偿金额每年都在200万元以上，并且因为污染纠纷没有及时处理好，导致厂群关系紧张，群众围厂，工厂无法正常生产。

广西低浓度二氧化硫的产生与治理现状广西铅、锡、锑、铜等冶炼企业根据生产工艺、生产规模情况，采用的生产设备在规格、型号上存在一定差异，但采用的生产设备大体相同，主要有沸腾炉、鼓风炉、烧结炉（盘）、烧结机、反射炉、回转窑等。

由于采用的设备水平不高，冶炼废气中二氧化硫波动量较大，且浓度较低，仅为0.05～4.5%左右。目前，对低浓度二氧化硫的污染治理是一项技术难题，经多年探索实践，广西冶炼企业对低浓度二氧化硫的治理方法主要有两类，即制酸法与湿法烟气转化脱硫法。

用冶炼烟气制酸，既保护环境，又能提高资源的综合利用率，在经济和社会效益上具有较大的优势。通过调研发现：采用制酸技术，φ（SO2）大于4.5%时，可采用“二转二吸”法制酸，二氧化硫转化率平均为99%，吸收率达到99.8%，排放浓度约为390mg/m3，约是排放标准的一半，可以实现稳定达标排放；φ（SO2）大于3.5%时，可采用采用“一转一吸”制酸加尾气吸收（碱液）装置，二氧化硫转化率平均为96%，吸收率达到99.3%，排放浓度低于665mg/m3，符合排放标准。

湿法烟气转化脱硫法是采用液体吸收剂如水或碱溶液洗涤含二氧化硫烟气，通过吸收去除其中的二氧化硫。较普遍采取的湿法为石灰（石灰石）湿脱硫法和碱液脱硫法两种，其中碱液脱硫法又分为双碱法和铵法。湿法脱硫因所用设备较简单，操作容易，脱硫效率高，而且使用不同的吸收剂可获得不同的副产物，因此湿法脱硫是广西有色冶炼应用最多的方法。

据统计，2009年，广西铅、锡、锑、铜等有色冶炼企业共20家，二氧化硫总产生量为48366.2t/年，排放量为16269.5t/年，削减率66.4%。除两家企业回转窑或沸腾炉产生的二氧化硫烟气未经过治理直接排放外，其余18家企业均配备了制酸或脱硫设备。其中，采用制酸法的企业共5家，仅占27.8%，经监测，5家企业的二氧化硫排放浓度达标，达标率为100%；采用湿法烟气转化脱硫法的企业共13家，占72.2%，因脱硫除尘系统运转不正常时，易造成烟尘、二氧化硫超标排放，因此，经监测，13家企业的二氧化硫排放浓度达标率为仅为84.2%。

低浓度二氧化硫烟气治理存在的问题采用低浓度二氧化硫烟气治理措施虽已取得明显的环境效益，但也存在如下问题。

1 工艺落后，低浓度二氧化硫烟气的治理范围不大

因广西有色产业发展较早，生产工艺装备、资源能源消耗、清洁生产水平与国内先进水平相比均有一定的差距。而且，广西锡锑等有色企业在落实烟气治理措施时，目的主要是为了实现沸腾炉、鼓风炉、烧结机（盘）产生的二氧化硫烟气达标排放，而对于反射炉、吹炼炉、熔化炉和利用废渣为原料的回转窑等，重视不足，虽然这些炉窑二氧化硫浓度较低，但排放量却很大，对区域空气环境质量造成的影响不能忽视。

2 制酸法治理效果好，但尾吸脱硫装置安装及运行不正常

“一转一吸”制酸加尾吸法的运行效果较好，但固定资产投资大，一般生产规模小的企业难以承受。同时，尾吸脱硫装置安装不到位，目前多数企业制酸系统仍未安装。而且，即使安装了尾吸脱硫装置的部分企业，为了减少运行成本，每天启用时间也不长，所以未能真正达到减排和保护环境的目的。

3 烟气脱硫法运行成本高，副产品难以综合利用

石灰（石灰石）脱硫法、双碱法脱硫过程产生的副产物为亚硫酸钙，亚硫酸钙由于含有重金属和砷等有毒有害物质，因此除少部分回用于炉窑配料外，大部分均堆存于弃渣场内，难以实现综合利用。据对全区多家有色金属冶炼企业进行调查统计，一套石灰（石灰石）脱硫系统投资约为100～200万元，按1吨石灰目前销售价格160元计，每处理1t二氧化硫所需运行费用约为200元。由于副产品未能实现综合利用，其效益主要表现在环境效益上，导致了企业生产成本的增加。

4 企业环保管理不到位，清洁生产重视不足

调查表明，大部分企业均开始重视环保，但企业在环保管理方面的投入仍不够。广西有色冶炼企业的清洁生产尚处于起步阶段，虽然自治区环保厅及工信委分批下达了有色冶炼行业开展清洁生产审核的文件，要求企业按期完成审核工作。但至今，公布的17家铅、锡、锑、铜等有色冶炼企业中，仅有2家企业通过了清洁生产审核验收2。

对策与建议1 转变发展方式，推进产业升级

推进产业战略重组，大力发展大型化、综合化企业。鼓励大企业之间强强联合，优势互补，兼并重组小型企业，提高产业集中度，打造一批具有竞争力的、集冶炼和加工为一体的大型铅锌等有色冶炼企业集团。同时，调整产品结构，促进产业延伸升级。通过生产不同等级和不同种类的产品，满足市场需求，并节约能源，降低成本，减少二次熔炼造成的金属损耗，并最终减少二氧化硫烟气排放。

2 实施清洁生产，减少二氧化硫烟气的产生

清洁生产作为一种先进的生产与管理模式，可通过对冶炼企业生产全过程的控制，达到从源头上减少以至消除二氧化硫污染物的产生和排放的目的。对现有企业必须大力推行清洁生产：一是树立清洁生产观念，通过宣传教育，提高全体员工的清洁生产意识；二是加强技术改造，对落后的有色冶炼企业，应立足于现有基础，进行以节能降耗为中心的技术改造，淘汰落后生产工艺，筛选并推动实施清洁生产工艺，利用技术改造政策促进企业的清洁生产；三是加强管理，通过落实岗位和目标责任制，杜绝跑、冒、滴、漏，使人为的资源浪费和污染排放减至最小。同时，加强大气污染的实时监控，及时掌握大气中二氧化硫的排放和迁移状况，以及二氧化硫的时空变化情况和发展趋势，以便及时采取对策。

3 因地制宜，选择合适的二氧化硫治理方案

低浓度二氧化硫烟气治理技术众多，且各有优缺点。各冶炼厂应结合自身的实际情况，选择合适的治理方案。制酸法转化率高、吸收效果好，但投资大，适合φ（SO2）>3.5%的大型冶炼企业采用；烟气转化脱硫技术中，优先选用与冶炼工艺相结合的技术，如将氧化锌吸收法应用于铅锌冶炼企业、锌锡冶炼企业；其他湿法脱硫技术，需综合考虑技术特点、运行费用、副产品市场等因素，择优选出最佳方法。

总结有色冶炼低浓度二氧化硫因烟气浓度低、波动量大，且含有有价金属及有害杂质，处理难度大，冶炼烟气污染环境的问题仍很突出。随着国家环保要求的日益严格，广西有色冶炼二氧化硫持续减排压力进一步加大。“节约能源，减少二氧化硫烟气排放”已成为有色冶炼行业烟气治理正在努力的方向。因此，铅、锡、锑、铜等有色冶炼企业必须在依靠技术进步、转变发展方式、推进产业升级的同时，还应积极实施清洁生产，提高清洁生产意识，采用清洁生产技术，选择适宜的低浓度二氧化硫治理方案，在提高硫资源利用效率的同时，有效地改善大气环境质量3。